Aula 8 - Proteínas

[Música] Olá Hoje iremos discutir os mecanismos de síntese e degradação das proteínas como elas são formadas e como elas são utilizadas como fonte de energia vamos a ela uma proteína é uma cadeia de aminoácidos que se novela se agrupa de forma a apresentar uma estrutura tridimensional como essa que nós apresentamos aqui o que nós vemos é uma representação em 3D de uma proteína isto aqui é uma sequência né uma imensa fita de aminoácidos que forma a proteína pois bem o que é um aminoácido o aminoácido é um radical amina com um outro radical ligado Então

ten um grupamento Amina aqui e esse radical se esse radical for substituído por exemplo por um hidrogênio nós teríamos uma glicina o aminoácido glicina existem inúmeras outras possibilidades por exemplo se tiver esses substitutivos aqui eh que são substitutivos hidrofóbicos nós teríamos alanina leucina valina e assim por diante se eu tiver a substituição por ã a radicais polares neutros nós teremos glicina cerina treonina cí tirosina asparagina e glutamina por aminoácidos básicos aspártico ácido glutâmico e finalmente por radicais básicos arginina lisina e istidina esses aminoácidos eles H é um conjunto forma um conjunto de 20 aminoácidos que

são os aminoácidos que irão formar as inúmeras proteínas que nós temos no nosso organismo ora esses aminoácidos eles podem ser subdivididos em essenciais e não essenciais esses aminoácidos essenciais são aqueles que tu tens que ingerir eles precisam estar presentes nas tuas refeições os não essenciais não E por quê Porque a partir dos essenciais eu consigo formá-los por um processo chamado de transaminação eu consigo converter leucina isoleucina baulina e assim por diante nesses outros aminoácidos é claro que é útil que eles também estejam presentes nas nossas refeições Mas mesmo que eventualmente Não isso não ocorra eu

tenho condições de formá-los pois bem como é que eu sintetizo uma proteína a partir do DNA o DNA é o grande sistema de codificação de proteínas como é que funciona esse DNA fica localizado em cromossomos que por sua vez estão localizados no núcleo das células nós temos 23 pares de cromossomos 46 portanto evidentemente estou falando de da espécie homo sapiens estou falando dos seres humanos seres humanos tem 46 cromossomos os mais conhecidos são provavelmente os cromossomos sexuais cromossomo x e cromossomo Y no caso a mulher ela apresenta dois cromossomos X então ela é conhecida como

XX e o homem apresenta apresenta um cromossomo x e um cromossomo Y então ele é conhecido como o cromossomo XY outro cromossomo que é bastante conhecido é o 21 por conta da síndrome de Down na trissomia do cromossomo 21 pois bem esses cromossomos quando literalmente desfiados vamos entendê-los como um grande novelo um grande maranh de DNA o que a gente encontra é justamente uma dupla fita de DNA Essa dupla fita ela apresenta bases que são adenina timina citosina e guanina essas bases se ligam sempre aos pares adenina sempre se ligando a timina e citosina sempre

se ligando à guanina uma vez que eu tenho uma determinada sequência de bases eh eu posso ter ali um gen O que é um gen gen é uma sequência de bases do DNA uma porção portanto do DNA capaz de de sintetizar uma proteína o elemento promotor comum dessa sequência é a chamada tat boox que é uma sequência Tima adenina timina adenina existe um sítio de transcrição que é citosina adenina adenina timina então é a catbox existem elementos que são ativadores desse processo silenciadores e elementos de resposta pois bem uma vez que eu tenha um gen

esse esse G ele precisa ser transcrito e a transcrição é feita a partir da síntese do RNA por uma RNA polimerase esse RNA por sua vez é uma fita que é semelhante no DNA ao DNA em termos de composição mas ela apresenta uma substituição de timina por uracil então ao invés de adenina e timina eu tenho adenina uracil citosina e guanina Além disso RNA apresenta apenas uma única fita pois bem uma vez que se Forme o RNA a partir da transcrição do DNA eu preciso fazer a remoção do RNA in trônicos é um RNA não

gênico é um RNA que não é capaz de sintetizar proteínas isso ocorre por um processo chamado splicing uma vez que haja a remoção do RNA ônicron que é aquele que efetivamente vai deixar o núcleo vai ser exportado pro citoplasma uma vez que esse RNA seja exportado pro citoplasma e nós chamamos isso de trans lação ele vai efetivamente para onde ele vai pra região dos ribossomos no retículo endoplasmático rugoso lá é que ocorre a síntese de polipeptídeos a partir do RNA transportador que é o RNA que irá transportar aminoácidos até o RNA mensageiro de forma a

respeitar os códigos a sequência de codificação da proteína o codon de iniciação é a sequência aug adenina Cil guanina e existem três códig códons de finalização o aa oag ou o g pois bem Vamos fazer um exercício disso para isso nós precisamos conhecer basicamente aqui o mapa de codons vejam que um codon por exemplo cuu ele vai se ligar a uma leucina um códon ACC A uma treonina um codon aga a uma arginina e isso de forma absolutamente específica então um codon ag não há como se ligar a ele por exemplo uma serina ou uma

glicina não aga só se liga à arginina Então eu tenho uma sequência absolutamente precisa de codificação dos aminoácidos vamos exercitar um pouquinho isso aqui nós temos a nossa digamos assim Cola e agora eu tenho aqui uma sequência de DNA timina adenina citosina guanina e assim por diante pois bem a primeira coisa é fazer a leitura do DNA então a transcrição do DNA para RNA então timina irá se ligar a quê a adenina adenina a timina não porque o RNA ele não tem timina ele tem uracil e assim sucessivamente O que é que nós vamos ter

isso essa segunda fita que aparece aqui é uma fita obviamente é um exercício Mas aonde eu tenho a sequência adenina uracil guanina citosina guanina por quê Porque aqui eu tenho timina adenina adenina uracil citosina guanina guanina citosina citosina guanina e assim sucessivamente formando uma fita de RNA assumindo que aqui já tenha havido o processo de remoção do RNA em trônicos pronta essa fita então migrar do núcleo para o retículo endoplasmático rugoso para os ribossomos e aí sucessivamente o RNA transportador levaria aminoácidos de forma absolutamente específica Então vamos ver a Ug G como a gente viu

Eh anteriormente é o códon de iniciação mas o a g olha aqui ele traz o o o RNA transportador ele transporta o aminoácido metionina e ali está CGU vamos ver c g u argenina a GC a g c serina ã u a c u a c tirosina lisina alanina e assim sucessivamente até que eu encontre a sequência u a g o que que é u a g vamos lá u a G final e aí então eu tenho o códon de finalização da sequência E aí eu encerro isso claro que esse aqui é um modelo simplificado

mas nos dá uma boa ideia então nós temos uma sequência de aminoácidos que em última análise foi definida a partir da sequência de bases do RNA que por sua vez foi definida a partir da sequência de bases do DNA ou do Gene contido do DNA é dessa forma que nós produzimos as nossas proteínas existem proteínas barbaramente semelhantes entre si nós poderíamos por exemplo exemplificar a actina que é uma proteína extremamente conservada ao longo da escala zoológica nós encontramos actina em praticamente todas as espécies animais com funções absolutamente semelhantes de contração e de ação motora portanto

e a sequência de aminoácidos dela é absolutamente Idêntica entre si Ou seja a actina por exemplo de um flagelo de um paramécio é Idêntica a actina que eu tenho no meu músculo esquelético então isso representa uma extrema precisão nesse processo de codificação de eh sequência de aminoácidos e portanto de proteínas pois bem após isso essa proteína está quase pronta eu tenho a sequência de aminoácidos Mas eu ainda tenho os as modificações pós translacionais tais como fosforil ação metilação acetilação carboxilação ou glicosilação ou seja nós adicionamos elementos por exemplo um grupamento metil ou um grupamento carboxil

de forma que essa proteína eh C enovele eh Assuma a sua configuração espacial e possa então assumir a sua função biológica seja na própria célula formadora Ou seja exportando a para outra região do corpo onde ela irá assumir a função biológica pois bem o uma Ah um fenômeno interessante que tem a ver com esse processo de síntese de proteína é diz respeito à síntese de proteínas contráteis ora existe eh uma um sinalizador que é é o alvo mecanístico da rapamicina antigamente conhecido como alvo eh da rapamicina de mamíferos mas como ela tem sido demonstrada H

estar presente em inúmeros outros tip outros animais além dos mamíferos ela de certa forma mudou o seu nome né e hoje ele é alvo mecanístico da rapamicina esse emitor tem sido ã relacionado com os processos de síntese de Proteína esquelética né de actina miosina ou seja proteína contrá pois bem a atividade muscular de força ela estimula o emitor e dessa forma estimula a síntese de proteínas por outro lado a atividade aeróbia atividade de resistência inibe o emitor diminuindo a síntese de proteínas ou seja nós temos aí um Sistema de Controle bastante interessante desse sistema O

que é um fenômeno curioso e que tem sido recentemente demonstrado é que por exemplo o processo de envelhecimento ele desencadeia um fenômeno de resistência a esse sistema é como se nós tivéssemos uma resistência eh semelhante à Resistência insulínica a tantos outros a a essa sinalização então se torna progressivamente mais difícil a manutenção de massa muscular ã em especial nesse caso a chamada massa magra né massa ou seja a massa muscular relacionada com força justamente por essa tolerância que é desenvolvida pelo processo de envelhecimento pois bem eh quando se fala de síntese de proteínas normalmente se

pensa em indivíduos como Arnold Schwarzenegger isso até É verdade mas nós devemos lembrar que quando falamos disso falamos essencialmente de proteínas relacionadas a treinamento de força que por sua vez aumenta as proteínas musculares aumenta a área da secção transversa e aumenta a força máxima ok nós entendemos que isso efetivamente é proteína de uma forma bastante simples mas aqui quando olhamos o ril geber celier ex recordista mundial da maratona ele também estimula a síntese de proteínas mas de quais proteínas pelo treinamento de resistência aumenta proteínas mitocondriais aumenta o número e tamanho de mitocôndrias e aumenta a

reice aeróbia de ATP ou seja nós estamos falando também de síes de proteínas mas de proteínas diferentes e nesse caso Ambos são atletas de alto nível nas suas respectivas provas pois bem um aspecto que tem que ser eh levado em consideração é como e quanto eu uso de proteínas durante o exercício existem diferentes formas de mapear a o catabolismo de proteínas isso na realidade não é simples mas uma forma razoável para fazer isso é medir ureia e nitrogênio as chamadas escórias nitrogenas no suor em repouso essa liberação de ureia nitrogênio que é na realidade catabólitos

da degradação de proteínas É próximo de zero quando se coloca o indivíduo em exercício notem que aumenta muito esse processo de catabolismo de proteínas e isso aparece evidentemente no suor mas notem que se nós estivermos falando de um exercício com dieta pobre em carboidratos comparação com uma dieta rica em carboidratos a taxa de degradação de proteínas aumenta muito aumenta realmente muito muito mais do que se nós fizermos o exercício com dieta rica em carboidratos E por que isso acontece porque essa proteína é obtida a partir essa desculpe ess a essa degradação de proteínas é obtida

a partir da musculatura H em função de uma diminuição da oferta de carboidrato Ora se eu Eu tenho pouca oferta de carboidrato eu preciso quebrar proteína convertendo essas proteínas então liberando aminoácidos no caso aqui a lanina que vai então ser captada pelo fígado e num processo de desaminação forma piruvato e consequentemente glicose Ou seja eu consigo manter oferta de carboidratos em especial glicose a partir da degradação de proteínas se eu já estou com uma reserva de carboidrato baixa evidentemente esse processo é ainda mais alavancado eu tenho mais quebra de proteína por outro lado se eu

tiver uma boa reserva de glicose e glicogênio eu preciso fazer pouca quebra de proteínas então na realidade eu poupo em especial proteína muscular daí como inclusive já foi dito discutido em aulas anteriores a importância da dieta rica em carboidratos para não só manter a oferta energética para rota como a lipólise e a própria glicólise mas também conservar massa muscular ora Qual é a demanda razoável de proteína Qual é a necessidade diária de proteína de um indivíduo normal algo entre 0,7 a 1,1 g de proteína por qugo de massa muscular por dia ou seja um indivíduo

de 70 ou 80 kg irá necessitar algo próximo de 70 ou 80 g de proteína por dia algo que é bastante bastante razoável até bastante simples de ser obtido Alguém poderia dizer mas eh E se eu me exercitar agora a pouco nós vimos um slide aonde e está claro que o exercício aumenta a degradação aumenta o catabolismo de proteína pois bem nesses casos pode-se aumentar a ingesta de proteína por até um para até 1,5 até 2 g de proteína por quilo de massa corporal por dia mesmo assim uma demanda uma necessidade de proteína facilmente obtida

Pelas nossas refeições pois bem eh uma discussão que é bastante atual é se existe uma janela de oportunidade ou seja parece que após o exercício pelo fato de nós aumentarmos o catabolismo de proteínas eh o músculo estaria mais afim estaria mais afeito a receber aminoácidos e portanto induzir uma síntese de proteínas mais eficientes pois bem a literatura é bastante controversa nesse sentido existem alguns autores que realmente afirmam que existe essa janela de oportunidade no entanto outros autores negam isso de forma bastante contundente isso ainda merece estudo isso ainda merece um aprofundamento maior para que a

gente possa chegar a uma conclusão final pois bem quais são as mensagens finais dessa aula a síntese de proteínas Ela depende da transcrição do DNA e translação de RNA nos ribossomos ah a necessidade de proteínas diária da ordem de 0,7 a 1,1 g de proteína por kilg de massa corporal dia ã isso pode aumentar um pouco Se nós formos submetidos a exercícios em especial a exercícios de força mas nada muito além de 2 g de proteína por quilo de peso corporal por dia finalmente o catabolismo de proteína da origem a piruvato que por sua vez

promove a produção de glicose pelo fígado e isso está relacionado diretamente com a reserva de glicogênio que nós temos antes do exercício pois bem por hoje era isso até a próxima [Música]